[发明专利]一种低载波比控制下的永磁同步电机位置和速度估算方法

权利要求书

1.一种低载波比控制下的永磁同步电机位置和速度估算方法，其特征在于，所述估算方法基于变权重系数滑模观测器实现，所述变权重系数滑模观测器包括状态方程单元、电流比较器、符号函数单元、系数单元、锁相环、带通滤波器Ⅰ、带通滤波器Ⅱ，

所述状态方程单元与电流比较器相连接，所述电流比较器与符号函数单元相连接，所述符号函数单元分别与带通滤波器Ⅰ和系数单元相连接，所述带通滤波器Ⅰ和系数单元均连接状态方程单元，所述带通滤波器Ⅰ和系数单元均连接带通滤波器Ⅱ，所述带通滤波器Ⅱ连接锁相环。

2.根据权利要求1所述的一种低载波比控制下的永磁同步电机位置和速度估算方法，其特征在于，所述方法具体为，所述电流状态观测器的输入为αβ轴电压和观测得到的αβ轴控制电压，观测出的电流值与检测的电流值经比较器求差，输入到符号函数单元得到滑模切换变量，所述滑模切换变量经过带通滤波器Ⅰ得到部分观测反电动势，滑模切换变量与部分观测反电动势进行加权，作为状态方程单元的控制电压，所述控制电压经过带通滤波器Ⅱ得到反电动势估算值，从而利用锁相环获取电机转子位置和速度的估算值。

3.根据权利要求2所述的一种低载波比控制下的永磁同步电机位置和速度估算方法，其特征在于，将所述滑模切换变量通过带通滤波器Ⅰ后再与之加权得到控制电压，这种变权重系数形式的滑模控制律采用以下形式：

其中，u_cα、u_cβ为控制电压；k₁、k₂为权重系数；Δi_α、Δi_β分别为α和β轴电流偏差，分别为α和β轴电流观测值，i_α、i_β分别为α和β轴电流检测值；z_α、z_β为滑模切换变量；z_Fα、z_Fβ为部分观测反电动势，

其中BPF为带通滤波器。

4.根据权利要求3所述的一种低载波比控制下的永磁同步电机位置和速度估算方法，其特征在于，所述滑模切换变量

k₁＞max(|e_α|,|e_β|)，

e_α、e_β为电机反电动势；

带通滤波器的传递函数如下式：

上式中，k_BPF为BPF的带宽适应系数；ω₀为通带中心角频率；

稳态时，认为滤波前后的基波幅值不变，且控制电压近似为实际反电动势，有

其中，为反电动势的观测值。

5.根据权利要求2中所 述的一种低载波比控制下的永磁同步电机位置和速度估算方法，其特征在于，所述变权重系数滑模观测器进行参数设计时，考虑BPF中心频率误差与转速误差带来的影响，k₂＝k_smo2ωψ_f，k_smo2为自适应系数，取0.3，ω为电机电角速度，ψ_f为电机永磁磁链。